三节锂电池充电管理芯片世微AP6934

时间：2023-07-17

概述:

AP6934 是 PWM 降压模式三节锂电池充电管理集成电路，独立对三节锂电池充电进行自动管理，具有封装外形小，外围元器件少和使用简单等优点。

AP6934 具有恒流和恒压充电模式，非常适合锂电池的充电。在恒压充电模式，AP6934将电池电压调制在 12.6V，精度为±1%；在恒流充电模式，充电电流通过一个外部电阻设置。

对于深度放电的锂电池，当电池电压低于8.4V时，AP6934用所设置的恒流充电电流的15%对电池进行涓流充电。在恒压充电阶段，充电电流逐渐减小，当充电电流降低到外部电阻所设置的值时，充电结束。在充电结束状态，如果电池电压下降到12V时，自动开始新的充电周期。当输入电源掉电或者输入电压低于电池电压时，AP6934自动进入睡眠模式。

其它功能包括输入低电压锁存，电池温度监测，电池端过压保护和充电状态指示等。AP6934 采用 16 管脚 TSSOP 封装。

特点:

 宽输入电压范围：7.5V 到 28V

 对三节锂电池完整的充电管理

 充电电流达 5A

 PWM 开关频率：300KHz

 恒压充电电压精度： ±1%

 恒流充电电流由外部电阻设置

 对深度放电的电池进行涓流充电

 充电结束电流可由外部电阻设置

电池温度监测功能

自动再充电功能

 充电状态和充电结束状态指示

 软启动功能

电池端过压保护

 工作环境温度：－40℃ 到＋85℃

 采用 16 管脚 TSSOP 封装

 产品无铅，无卤素元素，满足 RoHS

应用:

 笔记本电脑，上网本

 航模，车模和船模等

 备用电池应用

 便携式工业和医疗仪器

电动工具

 独立电池充电器

应用信息

低电压锁存 (UVLO)

芯片内部的低电压锁存电路监测输入电压，当输入电压低于6V(典型值)时，内部电路被关断，充电器不工作。

涓流充电

在充电状态，如果电池电压低于8.4V，充电器进入涓流充电模式，此时充电电流为所设置的恒流充电电流的15%。

电池温度监测

为了监测电池的温度，需要一个紧贴电池的负温度系数的热敏电阻。当电池的温度**出可以接受的范围时，充电将被暂时停止，直到电池温度回复到正常范围内。负温度系数的热敏电阻应该连接在TEMP管脚和地之间。在芯片内部，TEMP管脚连接到两个比较器的输入端，其低电压阈值为175毫伏，对应正常温度范围的上限温度点；高电压阈值为1.6伏特，对应正常温度范围的下限温度点。

回路补偿

为了保证电流调制回路和电压调制回路的稳定性，需要下面的回路补偿元件：

(1) 从COM1管脚到地之间接一个470pF的电容

(2) 从COM2到地之间串联连接一个120Ω的电阻和一个220nF的瓷片电容

(3) 从COM3到地之间连接一个100nF的瓷片电容

电池连接检查

AP6934没有电池连接检查功能。当电池没有连接到充电器上时，AP6934将输出电容作为电池充电到恒压充电电压后，进入充电结束状态，由于BAT管脚的工作电流对输出电容的放电效应，BAT管脚的电压将慢慢下降到再充电阈值，AP6934再次进入充电状态，充电器将在充电状态和充电结束状态之间循环，这样在BAT管脚形成一个锯齿波形，同时输出脉冲信号表示没有安装电池。当电池连接端BAT管脚的外接电容为10uF时，脉冲的频率大约为10Hz。较好不要在充电器运行时将电池接入充电器，否则充电器可能在短时间内向电池灌入较大电流。

输入和输出电容

输入电容对输入电源起滤波作用，需要吸收在输入电源上产生的纹波电流，所以输入电容必须有足够的额定纹波电流。在较坏情况下，输入电容的额定RMS纹波电流需要达到充电电流的二分之一。对输出电容的选择，为了降低输出端的纹波电压和改善瞬态特性，主要考虑串联等效电阻(ESR)。一般来讲，10uF的输出电容可以满足要求。

电感的选择

在正常工作时，瞬态电感电流是周期性变化的。在P沟道MOS场效应晶体管导通期间，输入电压对电感充电，电感电流增加；在P沟道MOS场效应晶体管关断期间，电感向电池放电，电感电流减小。电感的纹波电流随着电感值的减小而增大，随着输入电压的增大而增大。较大的电感纹波电流会导致较大的纹波充电电流和磁损耗。

MOSFET的选择

AP6934的应用电路需要使用一个P沟道MOS场效应晶体管。选择该MOS场效应晶体管时应综合考虑转换效率，MOS场效应晶体管功耗以及较高温度。在芯片内部，栅较驱动电压被钳位在6.5V(典型值)，可以使用低开启电压的P沟道MOS场效应晶体管。所以需要留意该MOS场效应晶体管的击穿电压BVDSS要大于较高输入电压。选择P沟道MOS场效应晶体管时需要考虑的因素包括导通电阻Rds(on)，栅较总电荷Qg，反向传导电容CRSS，输入电压和较大充电电流。

设计PCB的考虑

为了保证AP6934能够正常工作和提高转换效率，在设计PCB时，需要考虑下面几点：

(1) 为了保证尽可能低的电磁辐射，两个二极管，P沟道MOS场效应晶体管，电感和输入滤波电容的引线要尽量短。输入电容的正极到P沟道MOS场效应晶体管的距离也要尽量短。

(2) 在COM1，COM2和COM3管脚的回路补偿元件的接地端要接到AP6934的模拟地(GND)，这样可以避免开关噪声影响回路的稳定性。

(3) 输出电容的接地端和输入电容的接地端要先接到同一块铜皮再返回系统的地端。

(4) 模拟地和流经大电流(功率地)的地要*自返回系统地。

(5) AP6934的GND管脚和PGND管脚也具有散热的功能，所以接地的铜皮面积要尽可能大。对于输入电压比较高或者片外P沟道MOS场效应晶体管的栅较电容比较大的情况，此点尤其重要。

(6) 将充电电流电阻RCS靠近电感的输出端，其放置方向要保证从芯片的CSP管脚和BAT管脚到RCS的连线比较短。CSP管脚和BAT管脚到RCS的连线要在同一层次上，而且距离要尽可能小。

(7) 为了保证充电电流检测精度，CSP管脚和BAT管脚要直接连接到充电电流检测电阻上。

词条
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